Diagnóstico de dados de concentração e de cargas de nutrientes na Bacia do Rio das Velhas

dc.creatorFábio Henrique Rodrigues da Silva
dc.date.accessioned2024-09-17T14:57:59Z
dc.date.accessioned2025-09-09T01:25:25Z
dc.date.available2024-09-17T14:57:59Z
dc.date.issued2024-02-29
dc.description.abstractThe main topic of the research was the evaluation of environmental contamination by nutrients in the Velhas River Basin, using different databases, such as monitoring series using water quality parameters and river flows, a map of land cover and land use, inventory of sewage collection and treatment, and demographic and agricultural censuses. The topic gains relevance due to the combined application of multivariate statistical techniques and a water quality model on concentrations and loads, in different sub-basins of the study area. The work was divided into four independent and linked themes. The research began with a study of methods related to censored treatment data, which permit to estimate statistical variables in time series with values below the analytical instrumentation detection limit. This action helped in studies that aimed to spatially distribute nutrients throughout the basin, identifying critical areas and primary sources of contamination throughout the study area, using nutrient concentrations. After that, regionalization studies then made estimating average daily flows and contamination loads, at the nutrient concentration measurement points possible. Finally, a simplified water quality model was developed based on annual median loads, mass balance in sub-basin outflow, and nutrient attenuation in rivers through first-order kinetic reactions. This technique was used with permanence curves and multivariate statistical techniques to establish the specific loads in the incremental areas, the influence of contaminant permanence on the violation of legal parameters, and to compare the scenarios obtained using nutrient concentrations and loads. The use of stochastic simulations is a robust methodological approach to prepare the guideline mentioned earlier. In addition, the methodology showed that the censoring percentage and the coefficients of variation that generate the synthetic series significantly influence the estimation accuracy. Regarding the second and fourth stages, it was noticed that the environmental analysis using joint data on nutrient concentrations and loads gains robustness, as it presents distinct and complementary results. Therefore, the interconnected monitoring of water quality parameters and flow rates and the incorporation of load analysis into the legal framework for assessing the water quality, can significantly assist in water management. It was also found that the Metropolitan Region of Belo Horizonte is the most critical region of the basin. However, it was estimated that animal contamination represents 71% of the domestic contamination for nitrogen and 83% for phosphorus. In the third stage, the long-term duration curve allowed the accurate estimation of average daily flows at water quality points, except for flows with high permanence.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/76542
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Restrito
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
dc.subjectEngenharia sanitária
dc.subjectRecursos hídricos - Desenvolvimento
dc.subjectGestão de recursos hídricos
dc.subjectAvaliação de riscos ambientais
dc.subjectPoluição da água
dc.subjectVelhas, Rio das, Bacia (MG)
dc.subject.otherQualidade de água superficial
dc.subject.otherAnálise multivariada
dc.subject.otherNitrogênio
dc.subject.otherFósforo
dc.subject.otherÁreas incrementais
dc.subject.otherBacia hidrográfica do Rio das Velhas
dc.subject.otherCarga de poluentes
dc.subject.otherRegionalização de vazões
dc.titleDiagnóstico de dados de concentração e de cargas de nutrientes na Bacia do Rio das Velhas
dc.title.alternativeDiagnosis of concentration and load nutrients in the Velhas River Basin
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Marcelo Libânio
local.contributor.advisor1Éber José de Andrade Pinto
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5066699058781569
local.contributor.referee1SÍlvia Maria Alves Corrêa Oliveira
local.contributor.referee1Maria Clara Vieira Martins Starling
local.contributor.referee1Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes
local.contributor.referee1Marcelo Luiz de Souza
local.contributor.referee1Cristiano Christofaro Matosinhos
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4595413752659432
local.description.embargo2026-03-01
local.description.resumoO tema principal da pesquisa foi avaliar a contaminação ambiental por nutrientes na Bacia Hidrográfica do Rio das Velhas, usando séries de monitoramento de parâmetros de qualidade de água e de vazões de rios, mapa de uso e cobertura do solo, inventário sobre a coleta e o tratamento de esgotos, censo demográfico e agropecuário. A temática ganha relevância pela aplicação conjugada de técnicas estatísticas multivariadas e de um modelo de qualidade de água sobre as concentrações e cargas nas diferentes sub-bacias da área de estudos. O trabalho foi dividido em quatro temas independentes e interligados. No primeiro, elaborou-se um guia orientativo que versa sobre a escolha do método de tratamento de dados censurados que produz estimativas de variáveis estatísticas, com maior acurácia, a partir de séries temporais que possuam dados censurados. Essa ação auxiliou nos estudos que objetivaram distribuir espacialmente nutrientes pela bacia, na identificação das áreas críticas e das principais fontes de contaminação em toda área de estudos, usando concentrações de nutrientes. Na terceira etapa, realizaram-se estudos de regionalização para estimar vazões médias diárias e cargas de contaminantes, nos pontos de medição da qualidade de água. Por último, desenvolveu-se um modelo simplificado de qualidade de água, baseado nas cargas medianas anuais, no balanço de massas no exutório das sub-bacias e na atenuação de nutrientes nos rios, por reações cinéticas de primeira ordem. Essa técnica foi utilizada junto com curvas de permanência e técnicas estatísticas multivariadas, para estabelecer as cargas específicas nas áreas incrementais, a influência da permanência dos contaminantes sobre a violação dos parâmetros legais e para comparar os cenários obtidos usando concentrações e cargas de nutrientes. Em relação aos resultados alcançados, concluiu-se que o uso de simulações estocásticas é uma abordagem metodológica robusta para elaborar o guia orientativo supracitado, além de mostrar que o percentual de censura e os coeficientes de variação que geram as séries sintéticas influenciam significativamente na qualidade das estimativas. Sobre a segunda e a quarta etapas, percebeu-se que a análise ambiental usando conjuntamente dados de concentrações e cargas de nutrientes ganha robustez, por apresentar resultados distintos e complementares. Por isso, o monitoramento interligado de parâmetros de qualidade de água e de vazões dos cursos de água e a incorporação a análise das cargas no arcabouço legal de avaliação da qualidade da água pode auxiliar muito na Gestão de Recursos Hídricos. Verificou-se também que a Região Metropolitana de Belo Horizonte é a região mais crítica da bacia, embora tenha se estimado que a contaminação de origem animal representa 71% da doméstica para o N e 83% para o P. Na terceira etapa, concluiu-se que o método da curva de permanência de longo termo permitiu estimar, com precisão, vazões médias diárias nos pontos de qualidade de água, exceto em vazões com elevada permanência.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos

Arquivos

Pacote original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
Versao_Final_PDF.pdf
Tamanho:
982 B
Formato:
Adobe Portable Document Format

Licença do pacote

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
2.07 KB
Formato:
Plain Text
Descrição: